Цилиндр паровой турбины

Изобретение относится к области энергетики, к турбиностроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин, имеющих двухкорпусный цилиндр с наружным и внутренним корпусом и подвод пара на охлаждение ротора, например, для турбины К-160-130 ХТГЗ. Предложен цилиндр паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, проточные части высокого и среднего давления, переднее концевое уплотнение с камерами и устройство подвода охлаждающего пара в полость между диском первой ступени и передним концевым уплотнением высокого давления, при этом в первой камере по ходу пара уплотнения установлена перегородка с трубопроводом со щелями в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе экраном, сообщенным посредством патрубков с камерой промежуточной ступени проточной части, а внутри экрана выполнены направляющие перегородки. Кроме того, экран установлен на наружном корпусе цилиндра. Заявляемое техническое решение позволяет существенно повысить надежность и маневренность цилиндра и паровой турбины за счет снижения термонапряжений высокотемпературных участков корпусов цилиндра. Кроме того, повышается тепловая экономичность цилиндра и турбины в целом за счет использования для охлаждения корпусов цилиндра охлаждающего пара, подаваемого на ротор и попадающего в уплотнение, и возврата части его в проточную часть турбины, а также за счет исключения отбора пара за пятой ступенью для охлаждения корпусов цилиндра и подачи в уплотнение. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики, к турбиностроению и может быть использовано при проектировании и модернизации паровых турбин, имеющих двухкорпусный цилиндр с наружным и внутренним корпусом и подвод пара на охлаждение ротора, например, для турбины К-160-130 ХТГЗ.

Известен двухкорпусный цилиндр паровой турбины с проточными частями высокого и среднего давления и передним концевым уплотнением с камерами (Паровая турбина К-160-130 ХТГЗ. Под редакцией С.П. Соболева, М., Энергия, 1980, с.21, рис.2-1).

Недостатком известного устройства является использование для охлаждения его стенок (внутреннего и наружного корпуса) пара, отбираемого из проточной части за пятой ступенью с последующим перепуском части этого пара за шестую ступень, что сопровождается вынужденной потерей давления в специально организованном сужении трубопровода. Таким образом, часть отбираемого за пятой ступенью пара не работает в шестой ступени, а остальная уходит из межкорпусного пространства на уплотнение вала ротора.

Известен цилиндр паровой турбины, в котором для охлаждения ротора в районе первой ступени и переднего концевого уплотнения подводится охлаждающий пар, расход и температура которого определяются требуемым уровнем снижения температуры наиболее термонапряженных участков ротора (RU 2037051, МПК F01D 5/08, 25/12, 25/08, опубликован 26.03.92).

Это известное техническое решение является наиболее близким к заявленному по совокупности признаков и принято за прототип.

Недостатком устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства, является то, что охлаждающий пар не омывает высокотемпературные корпусные детали, что снижает маневренность и надежность паротурбинной установки.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое изобретение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.

Заявляемое техническое решение позволяет существенно повысить надежность и маневренность цилиндра и паровой турбины за счет снижения термонапряжений высокотемпературных участков корпусов цилиндра. Кроме того, повышается тепловая экономичность цилиндра и турбины в целом за счет использования для охлаждения корпусов цилиндра охлаждающего пара, подаваемого на ротор и попадающего в уплотнение, при возврате части его в проточную часть турбины, а также за счет исключения отбора пара за пятой ступенью для охлаждения корпусов цилиндра и подачи в уплотнение.

Предложен цилиндр паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, проточные части высокого и среднего давления, переднее концевое уплотнение с камерами и устройство подвода охлаждающего пара в полость между диском первой ступени и передним концевым уплотнением высокого давления, при этом в первой камере по ходу пара уплотнения установлена перегородка с трубопроводом со щелями в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе экраном, сообщенным посредством патрубков с камерой промежуточной ступени проточной части, а внутри экрана выполнены направляющие перегородки. Кроме того, экран установлен на наружном корпусе цилиндра.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид цилиндра, на фиг.2 - вид экрана по А.

Цилиндр паровой турбины включает наружный 1 и внутренний 2 корпусы, проточные части высокого 3 и среднего 4 давления, переднее концевое уплотнение 5 с камерами и устройство подвода охлаждающего пара 6 в полость между диском первой ступени 7 и передним концевым уплотнением высокого давления 5. В первой камере 8 по ходу пара уплотнения установлена перегородка 9 с трубопроводом 10 со щелями 11 в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе 2 экраном 12, сообщенным посредством патрубков 13 с камерой промежуточной ступени проточной части 14. Внутри экрана 12 выполнены направляющие перегородки 15. Экран 12 установлен на наружном корпусе 1 цилиндра.

Цилиндр паровой турбины работает следующим образом. При работе турбины охлаждающий пар поступает в полость между диском первой ступени 7 и передним концевым уплотнением 5. Далее пар поступает в первую камеру 8 по ходу пара уплотнения и по трубопроводу 10 через щели 11 в расположенный в межкорпусном пространстве цилиндра экран 12. Пар огибает направляющие перегородки 15, охлаждает внутренний корпус 2 в районе первых ступеней части высокого давления. Из экрана 12 по патрубкам 13 пар сбрасывается в камеру промежуточной ступени проточной части 14, например за шестую ступень высокого давления.

1. Цилиндр паровой турбины, включающий наружный и внутренний корпусы, проточные части высокого и среднего давления, переднее концевое уплотнение с камерами и устройство подвода охлаждающего пара в полость между диском первой ступени и передним концевым уплотнением высокого давления, отличающийся тем, что в первой камере по ходу пара уплотнения установлена перегородка с трубопроводом со щелями в нем, соединенными с расположенным в межкорпусном пространстве цилиндра на внутреннем корпусе экраном, сообщенным посредством патрубков с камерой промежуточной ступени проточной части, при этом внутри экрана выполнены направляющие перегородки.

2. Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что экран установлен на наружном корпусе цилиндра.